История и серфитикаты
Инновации
Видеоролик
Вакансии
Новости
Новости в интернет
Статьи о напылении и наплавке
Книги
Патенты
Предложения партнёрам
Партнёры
Контакты
Полезные ссылки
Достижения
К вопросу ремонта арматуры высоких параметров ТЭС

Одним из важнейших элементов, определяющих эксплуатационную надежность и экономичность работы энергетического оборудования, является трубопроводная арматура. Особенно высокие требования предъявляются к арматуре, работающей на энергетических установках высокого давления. Опыт эксплуатации энергооборудования показывает, что большое количество отказов арматуры вызывается низким качеством ее эксплуатации и ремонта.

Исключительный интерес в последнее время на всех ТЭС РФ проявляется к восстановительному ремонту штоков арматуры питательной воды и регулирующих клапанов впрысков котлов ТПП изготовленных из разных марок сталей и имеющих различную химическую и термическую обработку поверхности.

Штоки, работающие в условиях постоянного или периодического трения при высоких тепломеханических нагрузках (давление пара - до 520кг/см2, воды - до 300кг/см2 , температура - до 450°С), подвергаются различного рода напряжениям сжатия, изгиба, кручения, находится в контакте с сальниковым уплотнением и резьбовой втулкой ходового узла. Кроме механического износа они подвергаются действию кавитации.

Поэтому материалы штоков и их покрытия должны отвечать требованиям жаропрочности и износостойкости работы в этих условиях.

Опыт эксплуатации штоков на различных ТЭС показал, что получившие наибольшее распространение для их изготовления  стали 25Х2М1Ф и 38Х2МЮА имеют низкую коррозионную стойкость. Сталь 38Х2МЮА характеризуется коррозионной стойкостью 4 - 5 баллов по десятибалльной шкале, что соответствует уносу материала 0,06 мм/год на рабочих режимах, сталь 25Х2М1Ф характеризуется коррозионной стойкостью 6 - 7 баллов, что соответствует уносу материала 0,42 мм/год. В связи с этим на многих ТЭС при ремонтах арматуры штоки  из указанных выше марок стали заменяются штоками, изготовленными из жаропрочных титановых сплавов, характеризующихся коррозионной стойкостью 1 балл, что соответствует уносу материала менее 0,01 мм/год [1].

Титановые сплавы имеют высокие прочностные характеристики, однако стоимость их в несколько раз превышает стоимость штоков, изготовленных из традиционных сталей.

Длительное время стоимость новой арматуры была ниже стоимости ремонта. В связи с этим многие электростанции не развивали у себя ремонтную базу.  В настоящее время положение изменилось. Стоимость новой арматуры резко возросла. Многие ТЭС не имеют средств на приобретение новой арматуры взамен изношенной. В связи с этим для обеспечения надежной работы энергооборудования целесообразно использовать современные наукоемкие технологии для восстановления изношенной арматуры высоких параметров.

Учитывая большой интерес производственников к проблеме обеспечения высокой износостойкости штоков не только Новочеркасской ГРЭС, но и электростанций всей страны,   нами была поставлена задача получения на изношенных штоках, качественных защитных порошковых покрытий, обеспечивающих им ресурс больший, чем ресурс новых заводских штоков. 

Проводя экспресс-анализ работы штоков арматуры питательной воды и РК впрысков котлов ТПП ОАО «Новочеркасская ГРЭС», изготовленных из разных марок сталей и имеющих различ­ную химическую и термическую обработку поверхности, было выявлено следующее:

Штоки, изготовленные из стали 38Х2МЮА с последующей азотацией поверхности, нарабатывают в среднем 7000 часов. В дальнейшем в зоне сальнико­вых уплотнений возникают коррозионные повреждения.

Штоки, изготовленные из коррозионностойкой стали 14Х17Н2 имеют наработку до замены не более 2000 часов, из-за более низкой (в сравнении с 38Х2МЮА) твёрдости поверхности (32HRC).

Штоки из титановых сплавов характеризует высокая твёрдость (свыше 50 HRC) и коррозионная стойкость. Срок службы данных штоков составляет 5-6 лет.

В последней поставке были получены штоки из титановых сплавов с нанесением ионно-плазменного защитного покрытия на основе нитрида титана. Они были установлены на блоки 1,4 и 5.

После наработки 1...1,5 месяцев начались повреждения сальниковых уплотне­ний, из-за повышенной шероховатости поверхности штоков, на всей арматуре, где они были установлены. По согласованию с поставщиком произведено дополнительное шлифование штоков и после ремонта они вновь были установлены на эту же арматуру, за исключением блока №5, на котором были установлены восстановленные штоки по технологии  НИЦ «АДМ».

Для замены дорогостоящих титановых штоков нами были проведены работы по нанесению детонационным методом износостойких покрытий на детали из более дешевых легированных сталей.

В процессе исследований использовали имеющиеся приборы, оборудование и установки. При выполнении данной научно-исследовательской работы были использованы самые современные методы исследований, выполненные на оборудовании фирмы АМЕТЕК в металлографической лаборатории ЮРГТУ.

Обработку результатов исследований проводили традиционными методами и с использованием компьютерной техники.

Для отработки технологии нанесения покрытий и подбора материалов были использованы штоки Д20 и Д36 изготовленные из стали 14Х17Н2 .

 Для удаления с поверхности деталей упрочненного верхнего слоя их подвергали механической обработке (обтачиванию) на глубину 0,6...0,8мм.

Для улучшения сцепления покрытия с подложкой нарезали «рваную» резьбу на токарном станке резьбовым резцом.

Необходимые параметры перемещения детали устанавливали согласно требованиям технологического процесса (частоту вращения и осевую подачу). Частота вращения детали определялась из условия равномерности нанесения покрытия и составила при частоте «стрельбы» 5,3Гц для штока Д20 - 36...50об/мин, для штока Д36 - 20...28об/мин.

Осевая подача принималась равной оптимальному шагу напыления, т.е. 7...10мм/об.

При использовании в качестве топлива пропан-бутана устанавливали дистанцию напыления (расстояние от среза ствола пушки до напыляемой детали) 160...180мм.

Для струйно-абразивной обработки применяли сухие, незагрязненные маслом, ржавчиной или другими веществами острогранные абразивные материалы с размерами зерна от 0,3 до 2мм. В качестве абразивных материалов использовать электрокорунд нормальный по  ОСТ 2МТ779-3-80.

Окончательную абразивную обработку проводили с использованием детонационно-газовой установки. Поверхность детали, не подлежащую нанесению покрытий, защищали от воздействия струйно-абразивной обработки экранами.

Для нанесения покрытий использовались следующее порошки: ПГ-СР3, ПГ-СР4 ГОСТ 21448-75 производства АП ЛПС НПО «Тулачермет», ТСЗП-Hoganas-1260-00 ТУ 14793-018-51286179-2008 (шведский порошок, поставляемый ООО «Технологические системы защитных покрытий»).

Перед нанесением покрытий порошки подвергались рассеву для выделения фракций 40...63мкм, используемых при напылении.

Нанесенные покрытия подвергались испытаниям на твердость и прочность. Прочность покрытий оценивалась величиной предельной нагрузки приводящей к хрупкому разрушению при вдавливании шарика диаметром 5мм. Наибольшей твердостью обладает покрытие из порошка ПГ-СР4, но оно является наиболее хрупким. Покрытия из порошка ПГ-СР3 незначительно уступают по прочности покрытиям из шведского порошка ТСЗП-Hoganas-1260-00, но, учитывая, что стоимость ПГ-СР3 в 2 раза ниже, было рекомендовано нанесение покрытий из этого порошка.

Восстановленный методом детонационного упрочнения по технологии НИЦ «АДМ» шток впервые был опробован в 2004 году на РК блока №1. Замечаний по его работе нет, и он продолжает работать в настоящее время.

В 2007...2009 годах восстановленные этим методом штоки были установлены на следующих энер­гоблоках 1,5,7 и 8.

Замечаний и внеплановых замен на этой арматуре по сальникам не отмечено.

При входном контроле выше указанных штоков отмечается высокая твёрдость на­несённого покрытия (50-70HRC) и высокой степени адгезия с основным металлом.

Таким образом, была разработана технология и  составлены технологические карты на восстановительный ремонт штоков   арматуры питательной воды и РК впрысков котлов ТПП изготовленных из разных марок сталей и имеющих различную химическую и термическую обработку поверхности.

Разработанная нами технология позволила одному из крупнейших в Европе поставщиков электроэнергии ОАО «Новочеркасская ГРЭС», не только отказаться от дефицитных титановых штоков, стоимость которых превышает 30 000 рублей за 1 шт., но и использовать имеющиеся на предприятии изношенные штоки, заплатив за их ремонт всего около 9000 рублей.

 Список литературы

1.Руководство по ремонту арматуры высоких параметров.

2.РД 153-34.1-39.603-99.  ОРГРЭС.  Москва . 2000.

Дата публикации: 26 сентября 2010 г. 14:52, Автор: В.В. Илларионов, Е.Д. Генев, И.Е. Ладан

Упрочнение | Защита от коррозии и износа | Восстановление | Оборудование | Технологии | Материалы
Сделать стартовой эту страницу или
добавить её в закладки.
  Rambler's Top100 Яндекс.Метрика